EP3974693A1 - Thermally insulated pipe assembly - Google Patents
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- EP3974693A1 EP3974693A1 EP21198770.6A EP21198770A EP3974693A1 EP 3974693 A1 EP3974693 A1 EP 3974693A1 EP 21198770 A EP21198770 A EP 21198770A EP 3974693 A1 EP3974693 A1 EP 3974693A1
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- thermally insulated
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- F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
- F16L59/029—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials layered
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- F16L11/15—Hoses, i.e. flexible pipes made of rigid material, e.g. metal or hard plastics corrugated
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- F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
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- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/18—Double-walled pipes; Multi-channel pipes or pipe assemblies
- F16L9/19—Multi-channel pipes or pipe assemblies
Definitions
- the present invention relates to a thermally insulated pipe assembly.
- the invention relates to a heat distribution system with a thermally insulated pipe arrangement.
- Thermally insulated pipe arrangements are used in particular in local heating networks, where heat energy is to be fed from a heat generator to a heat consumer.
- heated fluid in particular water
- thermally insulated tube arrangements as a result of which the heat loss in the line can be kept low.
- thermally insulated pipe arrangements consist of at least one media pipe carrying a fluid, thermal insulation made of, for example, a polymer foam, and an outer jacket, which is often designed as a corrugated pipe.
- Another object of the invention is to specify a heat distribution system.
- the first object of the invention is achieved by a thermally insulated pipe arrangement according to claim 1.
- the invention provides a thermally insulated pipe arrangement which has at least one medium pipe for receiving, storing or conducting a fluid, a corrugated pipe surrounding the at least one medium pipe as the outer shell, the corrugated pipe having corrugated pipe valleys and corrugated pipe crests, a first insulating layer comprising the at least a media pipe is completely encased radially, a second insulation layer which is different from the first insulation layer and completely encases the first insulation layer radially, the second insulation layer being completely fluid-tight on its outer surface facing away from the first insulation layer with sections of the corrugated pipe inner surface of the corrugated pipe in the area of the corrugated pipe valleys connected includes.
- thermally insulated pipe arrangement overcomes the above-described disadvantages of the prior art in the event of damage to the outer casing, and sufficient flexibility is achieved with good robustness at the same time.
- the thermally insulated pipe arrangement is designed in such a way that the fluid-tight connection of the second insulation layer to the corrugated pipe is welded and/or glued.
- the thermally insulated pipe arrangement is designed in such a way that the first insulating layer is a PUR foam.
- the foam can have a closed-cell design and this alone prevents the further transport of water in the event of damage to the thermally insulated pipe arrangement. Due to the low density (approx. 0.1 to 0.8 kg/l) and the low thermal conductivity (approx. 0.02 to 0.10 W/mK), the foam achieves thermal insulation, which cools down the goods to be transported Medium can be effectively prevented.
- the thermally insulated pipe arrangement can be designed in such a way that the second insulation layer is a PE foam sheet.
- the second insulation layer in the form of a PE foam film and particularly preferably as a PE foam film made from a closed-cell PE foam can prevent or at least significantly reduce the spread of water in the insulation layers of the thermally insulated pipe arrangement in the event of damage.
- thermally insulated pipe arrangement prefferably designed in such a way that at least 5% of the corrugated pipe inner surface of the corrugated pipe is connected to the second insulating layer.
- the measures mentioned above provide a particularly secure barrier against the uncontrolled spread of moisture or water in the thermally insulated pipe arrangement.
- the thermally insulated pipe arrangement of the present invention can be further developed in a favorable manner if 2, 3 or 4 media pipes are provided in the corrugated pipe.
- This can provide a thermally insulated pipe assembly that is designed to the customer's specifications or to the technology to be used.
- the transport capacity of such a thermally insulated pipe arrangement can be increased by the simultaneous transport of a high volume of fluid through a plurality of media pipes, and accordingly the amount of heat transferred can also be increased.
- the thermally insulated pipe arrangement (100) is designed in such a way that the at least one media pipe and/or the corrugated pipe consist of or contain a polymer material, the polymer material being selected from a thermoplastic , In particular from a polyolefin, and particularly preferably from a polypropylene, a polyethylene or a crosslinked polyethylene.
- the corrugated pipe of the thermally insulated pipe arrangement according to the invention can consist of a crosslinked or non-crosslinked polyethylene (PE) or polyethylene copolymer, in an advantageous embodiment of foamed polyethylene with a density of about 500 kg/m 3 or contain such .
- PE polyethylene
- the corrugated pipe is more robust with the same flexibility compared to a non-foamed corrugated pipe and also contributes to the thermal insulation effect.
- the invention can also include embodiments of the invention which have at least one barrier layer on or in the corrugated pipe, on or in the insulating layer or on or in a section of the insulating layer or on or in the media pipe, which in particular prevents the diffusion of oxygen or water vapor or hydrocarbons intended to impede or prevent.
- these barrier layers can contain polymeric, metallic or inorganic material.
- the thermally insulated pipe arrangement can comprise at least one electrically conductive section, which is used for leak or moisture detection and/or signal transmission.
- the thermally insulated pipe arrangement is produced in a coextrusion process or a post-coextrusion process or a multi-stage process.
- Such a coextrusion method for producing the thermally insulated pipe arrangement of the present invention can be carried out in particular in several steps.
- a media pipe can be provided by an extrusion process, which in a second step is encased by a first thermal insulation material will.
- a thin sheet of a foamed PUR polymer material for example, can be laid around the media pipe as thermal insulation material and, for example, glued or welded at the abutting edges.
- other techniques for encasing the medium pipe with a thermal insulation material are also possible.
- the existing first insulation layer can be covered by a second thermal insulation material.
- a film of a foamed, closed-cell PE polymer material can, for example, be laid around the first insulating layer and, for example, glued or welded at the abutting edges, as the thermal insulation material.
- other techniques for encasing the first insulation layer with a second thermal insulation material are also possible.
- the second insulation layer of the thermally insulated pipe arrangement according to the invention is thus provided.
- the corrugated pipe can be arranged by an extrusion process and the fluid-tight connection between the inner surface of the corrugated pipe and the second insulating layer can be produced.
- thermally insulated pipe arrangement of the present invention can be provided in a particularly simple and quick as well as cost-effective manufacturing technique.
- the corrugated pipe and/or the media pipe and/or the first insulation layer and/or the second insulation layer is produced entirely or partially according to a production process, the production process being a generative powder bed process, in particular selective laser melting ( SLM), selective laser sintering (SLS), selective heat sintering (Selective Heat Sintering - SHS), selective electron beam melting (Electron Beam Melting - EBM / Electron Beam Additive Manufacturing - EBAM) or solidification of powder material by means of binders (binder jetting).
- SLM selective laser melting
- SLS selective laser sintering
- SHS selective heat sintering
- SHS Selective Heat Sintering - SHS
- selective electron beam melting Electron Beam Melting - EBM / Electron Beam Additive Manufacturing - EBAM
- solidification of powder material by means of binders bin jetting
- the manufacturing process can be a generative free space process, in particular build-up welding, wax deposition modeling (WDM), contour crafting, metal powder application processes (MPA), plastic powder application processes, cold gas spraying, electron beam melting (electron beam welding - EBW) or melt layering processes such as fused deposition modeling ( FDM) or Fused Filament Fabrication (FFF).
- the manufacturing process can be a generative liquid material process, in particular Stereolithography (SLA), Digital Light Processing (DLP), Multi Jet Modeling (MJM), Polyjet Modeling or Liquid Composite Molding (LCM).
- the manufacturing method can include other generative layer construction methods, in particular Laminated Object Modeling (LOM), 3D screen printing or light-controlled electrophoretic deposition.
- LOM Laminated Object Modeling
- a heat distribution system is improved over one of the prior art when it is contemplated that a thermally insulated pipe assembly as described above is used in its construction. Such a heat distribution system is improved or protected in particular with regard to stability, durability and the spread of moisture or water in the polymer foam of the thermally insulated pipe arrangement.
- the thermally insulated pipe arrangement of the present invention is used when transporting a fluid as a heat carrier in local and district heating networks.
- a fluid as a heat carrier in local and district heating networks.
- thermally insulated pipe arrangement according to the invention can also be used in construction, in medical technology, in pharmaceutical technology, in fish farming or in power plant technology.
- the thermally insulated pipe arrangement 100 comprises a media pipe 110 for receiving, storing or conducting a fluid, a corrugated pipe 120 surrounding the media pipe 110 as an outer shell, which represents the outer jacket, the corrugated pipe 120 having corrugated pipe valleys 124 and corrugated pipe peaks 125, a first Insulating layer 130, which radially completely envelops media pipe 110, a second insulating layer 140, which differs from first insulating layer 130 and radially completely envelops first insulating layer 130, with second insulating layer 140 having sections of the Corrugated pipe inner surface 112 of the corrugated pipe 110 in the region of the corrugated pipe valleys 124 is connected radially completely circumferentially in a fluid-tight manner.
- the media tube 110 is formed from cross-linked polyethylene (PE-X), has a lumen 111 for receiving, storing or conducting a fluid, which is defined by the inner surface 112 of the media tube 110 .
- a first insulating layer 130 is arranged on the outer surface 113 of the media pipe 110 , which is in contact with the outer surface 113 of the media pipe 110 with its inner surface 132 .
- the first insulating layer 130 is designed as a thin plate made of PUR foam, which is placed tightly around the medium pipe 110 and is glued in the axial and radial direction at its abutting edges, which are not shown here.
- the bond can be replaced by a weld or by a combination of a bond and a weld. It is also possible to produce the first insulating layer 130 from PUR foam directly on the media pipe 110 by reacting the components forming the PUR foam.
- a second insulating layer 140 is arranged on the outer surface 133 of the first insulating layer 130 and rests with its inner surface 142 on the outer surface 133 of the first insulating layer 140 .
- the second insulating layer 140 is designed as a film of closed-cell PE foam that is placed tightly around the first insulating layer 130 and on is glued to its abutting edges, not shown here, in the axial and radial directions.
- the bond can be replaced by a weld or by a combination of a bond and a weld.
- a corrugated pipe 120 that is produced by a corrugation production process is formed as the casing.
- the wall 121 of the corrugated pipe 120 is formed in such a way that there are alternating troughs 124 and crests 125, with the troughs 124 extending like a groove in the direction of the medium pipe 110, but the crests 125 extending in the opposite direction. Both wave troughs 124 and wave crests 125 are formed radially completely around the corrugated tube 120 .
- the outer surface 143 of the second insulating layer 140 is connected to sections of the corrugated pipe inner surface 112 of the corrugated pipe 110 in the area of the corrugated pipe valleys 124 in a radially completely circumferential fluid-tight manner.
- connection is produced by a welding process between the outer surface 143 of the second insulation layer 140 and sections of the corrugated pipe inner surface 112 of the corrugated pipe 110 in the area of the corrugated pipe valleys 124 .
- an adhesive bond or a combination of an adhesive bond and a weld can also be provided to produce the connection. It is understood that all in the 1 illustrated layer thicknesses - be it the pipes or the insulation layers - do not correspond to reality, but were chosen only to illustrate the invention.
- thermally insulated pipe arrangement 100 is provided in a particularly simple, quick and cost-effective manufacturing technique, which ensures a particularly secure barrier against the uncontrolled spread of moisture or water in the insulating layers.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermisch gedämmte Rohranordnung (100), umfassend wenigstens ein Medienrohr (110) zur Aufnahme, Speicherung oder Leitung eines Fluids, ein das wenigstens eine Medienrohr (110) umgebendes Wellrohr (120) als äußere Hülle, wobei das Wellrohr (120) Wellrohrtäler (124) und Wellrohrberge (125) aufweist, eine erste Dämmschicht (130), die das wenigstens eine Medienrohr (110) radial vollständig umhüllt, eine zweite Dämmschicht (140), die unterschiedlich zur ersten Dämmschicht (130) ist und die erste Dämmschicht (130) radial vollständig umhüllt, wobei die zweite Dämmschicht (140) an ihrer von der ersten Dämmschicht (130) abgewandten Außenoberfläche (143) mit Abschnitten der Wellrohrinnenoberfläche (112) des Wellrohrs (110) im Bereich der Wellrohrtäler (124) radial vollständig umlaufend fluiddicht verbunden ist.The present invention relates to a thermally insulated pipe arrangement (100), comprising at least one media pipe (110) for receiving, storing or conducting a fluid, a corrugated pipe (120) surrounding the at least one media pipe (110) as an outer shell, the corrugated pipe (120 ) has corrugated pipe valleys (124) and corrugated pipe crests (125), a first insulating layer (130) which radially completely encloses the at least one media pipe (110), a second insulating layer (140) which is different from the first insulating layer (130) and the first The insulating layer (130) is completely encased radially, the second insulating layer (140) radially completely covering sections of the corrugated pipe inner surface (112) of the corrugated pipe (110) in the area of the corrugated pipe valleys (124) on its outer surface (143) facing away from the first insulating layer (130). is peripherally connected in a fluid-tight manner.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermisch gedämmte Rohranordnung.The present invention relates to a thermally insulated pipe assembly.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Wärmeverteilsystem mit einer thermisch gedämmten Rohranordnung.Furthermore, the invention relates to a heat distribution system with a thermally insulated pipe arrangement.
Thermisch gedämmte Rohranordnungen finden insbesondere Anwendung in Nahwärmenetzen, wo von einem Wärmeerzeuger Wärmeenergie einem Wärmeverbraucher zuzuleiten ist. Hierzu wird beispielsweise erwärmtes Fluid, insbesondere Wasser, durch thermisch gedämmte Rohranordnungen geleitet, wodurch der Wärmeverlust bei der Leitung gering gehalten werden kann.Thermally insulated pipe arrangements are used in particular in local heating networks, where heat energy is to be fed from a heat generator to a heat consumer. For this purpose, for example, heated fluid, in particular water, is conducted through thermally insulated tube arrangements, as a result of which the heat loss in the line can be kept low.
Bekannt sind gattungsgemäße thermisch gedämmte Rohranordnungen, die aus mindestens einem ein Fluid führendes Medienrohr, einer Wärmedämmung aus beispielsweise einem Polymerschaum und einem Außenmantel bestehen, der oftmals als Wellrohr ausgeführt ist.Generic, thermally insulated pipe arrangements are known, which consist of at least one media pipe carrying a fluid, thermal insulation made of, for example, a polymer foam, and an outer jacket, which is often designed as a corrugated pipe.
Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass im Baustellenbetrieb eine derartige Rohranordnung schnell beschädigt werden kann, indem beispielsweise der Außenmantel durchstoßen wird.The disadvantage of this design is that such a pipe arrangement can be quickly damaged in construction site operation, for example by the outer casing being pierced.
In diesem Fall kann nicht mehr sichergestellt werden, dass Bodenfeuchtigkeit oder Regen- oder Grundwasser in die Rohranordnung eindringt und die Wärmedämmwirkung beeinträchtigt.In this case, it can no longer be ensured that soil moisture, rainwater or groundwater will penetrate the pipe arrangement and impair the thermal insulation effect.
In solchen Fällen kann es auch dazu kommen, dass ein Wärmeverteilsystem teilweise oder ganz voll Wasser läuft und damit unbrauchbar wird, was hohe Sanierungskosten nach sich zieht.In such cases, it can also happen that a heat distribution system runs partially or completely full of water and thus becomes unusable, which entails high renovation costs.
Es ist auch möglich, dass durch eine solche beschädigte Rohranordnung Wasser in ein Gebäude eindringt und so hohe Schäden verursacht, wenn die Rohranordnung mit einem Gefälle zum Gebäude hin verlegt ist.It is also possible for water to enter a building through such a damaged pipe arrangement and thus cause extensive damage if the pipe arrangement is laid with a gradient towards the building.
Hier setzt die Erfindung ein, deren Aufgabe es ist, eine thermisch gedämmte Rohranordnung bereitzustellen, das die geschilderten Nachteile überwindet, indem die Ausbreitung von Wasser im Falle einer Beschädigung des Außenmantels unterbunden ist, und eine ausreichende Flexibilität bei gleichzeitig hoher Robustheit sicherstellt.This is where the invention comes in, the object of which is to provide a thermally insulated pipe arrangement that overcomes the disadvantages described by spreading of water is prevented in the event of damage to the outer jacket, and ensures sufficient flexibility with high robustness at the same time.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Wärmeverteilsystem anzugeben.Another object of the invention is to specify a heat distribution system.
Die Lösung der ersten Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine thermisch gedämmte Rohranordnung gemäß Anspruch 1.The first object of the invention is achieved by a thermally insulated pipe arrangement according to claim 1.
Die Erfindung stellt dazu eine thermisch gedämmte Rohranordnung zur Verfügung, die wenigstens ein Medienrohr zur Aufnahme, Speicherung oder Leitung eines Fluids, ein das wenigstens eine Medienrohr umgebendes Wellrohr als äußere Hülle, wobei das Wellrohr Wellrohrtäler und Wellrohrberge aufweist, eine erste Dämmschicht, die das wenigstens eine Medienrohr radial vollständig umhüllt, eine zweite Dämmschicht, die unterschiedlich zur ersten Dämmschicht ist und die erste Dämmschicht radial vollständig umhüllt, wobei die zweite Dämmschicht an ihrer von der ersten Dämmschicht abgewandten Außenoberfläche mit Abschnitten der Wellrohrinnenoberfläche des Wellrohrs im Bereich der Wellrohrtäler radial vollständig umlaufend fluiddicht verbunden ist, umfasst.For this purpose, the invention provides a thermally insulated pipe arrangement which has at least one medium pipe for receiving, storing or conducting a fluid, a corrugated pipe surrounding the at least one medium pipe as the outer shell, the corrugated pipe having corrugated pipe valleys and corrugated pipe crests, a first insulating layer comprising the at least a media pipe is completely encased radially, a second insulation layer which is different from the first insulation layer and completely encases the first insulation layer radially, the second insulation layer being completely fluid-tight on its outer surface facing away from the first insulation layer with sections of the corrugated pipe inner surface of the corrugated pipe in the area of the corrugated pipe valleys connected includes.
Durch diesen Aufbau der thermisch gedämmten Rohranordnung gemäß vorliegender Erfindung werden die vorstehend geschilderten Nachteile des Standes der Technik im Falle einer Beschädigung des Außenmantels überwunden, ebenso wird eine ausreichende Flexibilität bei gleichzeitig guter Robustheit erreicht.This construction of the thermally insulated pipe arrangement according to the present invention overcomes the above-described disadvantages of the prior art in the event of damage to the outer casing, and sufficient flexibility is achieved with good robustness at the same time.
Es kann sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als überaus vorteilhaft erweisen, wenn vorgesehen ist, dass die thermisch gedämmte Rohranordnung derartig ausgebildet ist, dass die fluiddichte Verbindung der zweiten Dämmschicht mit dem Wellrohr eine Verschweißung und / oder eine Verklebung ist.Within the scope of the present invention, it can prove extremely advantageous if it is provided that the thermally insulated pipe arrangement is designed in such a way that the fluid-tight connection of the second insulation layer to the corrugated pipe is welded and/or glued.
Durch eine Verschweißung oder Verklebung der zweiten Dämmschicht mit dem Wellrohr kann eine besonders fluiddichte Verbindung zwischen der zweiten Dämmschicht und dem Wellrohr bereitgestellt werden, so dass bei einer Beschädigung eindringendes Wasser nicht weitergeleitet wird.By welding or gluing the second insulating layer to the corrugated pipe, a particularly fluid-tight connection can be provided between the second insulating layer and the corrugated pipe, so that water penetrating in the event of damage is not passed on.
Als sehr günstig kann sich bei der vorliegenden Erfindung erweisen, wenn vorgesehen ist, dass die thermisch gedämmte Rohranordnung derartig ausgeführt ist, dass die erste Dämmschicht ein PUR-Schaum ist.In the case of the present invention, it can prove to be very favorable if it is provided that the thermally insulated pipe arrangement is designed in such a way that the first insulating layer is a PUR foam.
Der Schaum kann geschlossenzellig ausgebildet sein und behindert allein dadurch bereits den Weitertransport von Wasser im Falle einer Beschädigung der thermisch gedämmten Rohranordnung. Durch die geringe Dichte (ca. 0,1 bis 0,8 kg/l) und die geringe Wärmeleitfähigkeit (ca. 0,02 bis 0,10 W/mK) wird durch den Schaum eine Wärmedämmung erreicht, wodurch die Abkühlung des zu transportierenden Mediums wirkungsvoll verhindert werden kann.The foam can have a closed-cell design and this alone prevents the further transport of water in the event of damage to the thermally insulated pipe arrangement. Due to the low density (approx. 0.1 to 0.8 kg/l) and the low thermal conductivity (approx. 0.02 to 0.10 W/mK), the foam achieves thermal insulation, which cools down the goods to be transported Medium can be effectively prevented.
Bei der vorliegenden Erfindung kann in einer vorteilhaften Ausbildung vorgesehen sein, die thermisch gedämmte Rohranordnung so auszugestalten, dass die zweite Dämmschicht eine PE-Schaumfolie ist.In an advantageous embodiment of the present invention, the thermally insulated pipe arrangement can be designed in such a way that the second insulation layer is a PE foam sheet.
Die zweite Dämmschicht in Form einer PE-Schaumfolie und ganz besonders bevorzugt als PE-Schaumfolie aus einem geschlossenzelligen PE-Schaum kann die Ausbreitung von Wasser in den Dämmschichten der thermisch gedämmten Rohranordnung im Falle einer Beschädigung in ganz besonderem Maße verhindern oder zumindest erheblich reduzieren.The second insulation layer in the form of a PE foam film and particularly preferably as a PE foam film made from a closed-cell PE foam can prevent or at least significantly reduce the spread of water in the insulation layers of the thermally insulated pipe arrangement in the event of damage.
Als besonders günstige Fortentwicklung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, die thermisch gedämmte Rohranordnung so auszubilden, dass wenigstens 5 % der Wellrohrinnenoberfläche des Wellrohrs mit der zweiten Dämmschicht verbunden sind.As a particularly favorable further development of the present invention, provision can be made for the thermally insulated pipe arrangement to be designed in such a way that at least 5% of the corrugated pipe inner surface of the corrugated pipe is connected to the second insulating layer.
In Versuchen konnte gezeigt werden, dass ab diesem Wert eine Ausbreitung von Wasser in einer beschädigten thermisch gedämmten Rohranordnung wirksam verhindert bzw. weitestgehend eingeschränkt werden kann.Tests have shown that above this value, the spread of water in a damaged, thermally insulated pipe arrangement can be effectively prevented or largely restricted.
Durch die vorstehend genannten Maßnahmen ist eine besonders sichere Sperre gegen das unkontrollierte Ausbreiten von Feuchtigkeit oder Wasser in der thermisch gedämmten Rohranordnung bereitgestellt.The measures mentioned above provide a particularly secure barrier against the uncontrolled spread of moisture or water in the thermally insulated pipe arrangement.
Die thermisch gedämmte Rohranordnung der vorliegenden Erfindung kann in günstiger Weise weiterentwickelt werden, wenn 2, 3 oder 4 Medienrohre im Wellrohr vorgesehen sind. Hierdurch kann eine thermisch gedämmte Rohranordnung bereitgestellt werden, die nach den Spezifikationen des Kunden oder der anzuwendenden Technik ausgebildet ist. Auf diese Weise kann insbesondere die Transportkapazität einer solchen thermisch gedämmten Rohranordnung durch den gleichzeitigen Transport eines hohen Fluidvolumens durch mehrere Medienrohre erhöht werden und damit entsprechend auch die übertragene Wärmemenge.The thermally insulated pipe arrangement of the present invention can be further developed in a favorable manner if 2, 3 or 4 media pipes are provided in the corrugated pipe. This can provide a thermally insulated pipe assembly that is designed to the customer's specifications or to the technology to be used. In this way, in particular, the transport capacity of such a thermally insulated pipe arrangement can be increased by the simultaneous transport of a high volume of fluid through a plurality of media pipes, and accordingly the amount of heat transferred can also be increased.
Als besonders vorteilhaft kann sich bei der vorliegenden Erfindung ergeben, wenn die thermisch gedämmte Rohranordnung (100) so ausgeführt ist, dass das wenigstens eine Medienrohr und / oder das Wellrohr aus einem Polymermaterial bestehen oder ein solches enthalten, wobei das Polymermaterial ausgewählt ist aus einem Thermoplasten, insbesondere aus einem Polyolefin, und besonders bevorzugt aus einem Polypropylen, einem Polyethylen oder einem vernetzten Polyethylen.It can be particularly advantageous in the present invention if the thermally insulated pipe arrangement (100) is designed in such a way that the at least one media pipe and/or the corrugated pipe consist of or contain a polymer material, the polymer material being selected from a thermoplastic , In particular from a polyolefin, and particularly preferably from a polypropylene, a polyethylene or a crosslinked polyethylene.
Das Wellrohr der erfindungsgemäßen thermisch gedämmten Rohranordnung kann in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung aus einem vernetzten oder unvernetzten Polyethylen (PE) oder Polyethylen-Copolymeren, in einer vorteilhaften Ausführungsform aus geschäumtem Polyethylen mit einer Dichte von etwa 500 kg/m3 bestehen oder ein solches enthalten. Das Wellrohr ist im letzten Fall bei gleichbleibender Flexibilität im Vergleich zu einem ungeschäumten Wellrohr robuster und trägt zusätzlich zur Wärmedämmwirkung bei.In a preferred embodiment of the invention, the corrugated pipe of the thermally insulated pipe arrangement according to the invention can consist of a crosslinked or non-crosslinked polyethylene (PE) or polyethylene copolymer, in an advantageous embodiment of foamed polyethylene with a density of about 500 kg/m 3 or contain such . In the latter case, the corrugated pipe is more robust with the same flexibility compared to a non-foamed corrugated pipe and also contributes to the thermal insulation effect.
Die Erfindung kann auch Ausführungsformen der Erfindung umfassen, die wenigstens eine Sperrschicht an oder in dem Wellrohr, an oder in der Dämmschicht oder an oder in einem Abschnitt der Dämmschicht oder an oder in dem Medienrohr aufweist, die insbesondere die Diffusion von Sauerstoff oder Wasserdampf oder Kohlenwasserstoffen be- oder verhindern sollen. Diese Sperrschichten können insbesondere polymeres, metallisches oder anorganisches Material enthalten.The invention can also include embodiments of the invention which have at least one barrier layer on or in the corrugated pipe, on or in the insulating layer or on or in a section of the insulating layer or on or in the media pipe, which in particular prevents the diffusion of oxygen or water vapor or hydrocarbons intended to impede or prevent. In particular, these barrier layers can contain polymeric, metallic or inorganic material.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die thermisch gedämmte Rohranordnung wenigstens einen elektrisch leitenden Abschnitt, der der Leck- bzw. Feuchtedetektion und / oder Signalübermittlung dient, umfassen.In a further preferred embodiment of the present invention, the thermally insulated pipe arrangement can comprise at least one electrically conductive section, which is used for leak or moisture detection and/or signal transmission.
Damit kann ein Versagen der Dämmfunktion, beispielsweise durch eindringendes Wasser, zuverlässig detektiert werden.This means that a failure of the insulating function, for example due to the ingress of water, can be reliably detected.
Bei der vorliegenden Erfindung kann es sich als überaus vorteilhaft erweisen, wenn vorgesehen ist, dass die thermisch gedämmte Rohranordnung in einem Coextrusionsverfahren oder einem Postcoextrusionsverfahren oder einem mehrstufigen Verfahren hergestellt ist.In the case of the present invention, it can prove extremely advantageous if it is provided that the thermally insulated pipe arrangement is produced in a coextrusion process or a post-coextrusion process or a multi-stage process.
Ein solches Coextrusionsverfahren zur Herstellung der thermisch gedämmten Rohranordnung der vorliegenden Erfindung kann insbesondere in mehreren Schritten durchführbar sein. So kann in einem ersten Schritt ein Medienrohr durch einen Extrusionsvorgang bereitgestellt werden, das in einem zweiten Schritt von einem ersten Thermodämmmaterial umhüllt wird. Als Thermodämmmaterial kann beispielsweise eine dünne Platte eines geschäumten PUR-Polymermaterials um das Medienrohr herumgelegt werden und beispielsweise an den Stoßkanten verklebt oder verschweißt werden. Es sind aber auch andere Techniken der Umhüllung des Medienrohrs mit einem Thermodämmmaterial möglich. Insbesondere ist es auch möglich, die erste Dämmschicht aus PUR-Schaum durch Reaktion der den PUR-Schaum bildenden Komponenten direkt auf dem Medienrohr zu erzeugen. Auf diese Weise ist die erste Dämmschicht bereitgestellt. In einem dritten Schritt kann die bereits vorhandene erste Dämmschicht von einem zweiten Thermodämmmaterial umhüllt werden. Als Thermodämmmaterial kann beispielsweise eine Folie eines geschäumten geschlossenzelligen PE-Polymermaterials um die erste Dämmschicht herumgelegt werden und beispielsweise an den Stoßkanten verklebt oder verschweißt werden. Es sind aber auch andere Techniken der Umhüllung der ersten Dämmschicht mit einem zweiten Thermodämmmaterial möglich. Damit ist die zweite Dämmschicht der erfindungsgemäßen thermisch gedämmten Rohranordnung bereitgestellt. In einem vierten Schritt kann das Wellrohr durch einen Extrusionsvorgang angeordnet und dabei die fluiddichte Verbindung zwischen der Wellrohrinnenoberfläche und der zweiten Dämmschicht hergestellt werden.Such a coextrusion method for producing the thermally insulated pipe arrangement of the present invention can be carried out in particular in several steps. Thus, in a first step, a media pipe can be provided by an extrusion process, which in a second step is encased by a first thermal insulation material will. A thin sheet of a foamed PUR polymer material, for example, can be laid around the media pipe as thermal insulation material and, for example, glued or welded at the abutting edges. However, other techniques for encasing the medium pipe with a thermal insulation material are also possible. In particular, it is also possible to produce the first insulating layer of PUR foam directly on the media pipe by reacting the components that form the PUR foam. The first insulation layer is provided in this way. In a third step, the existing first insulation layer can be covered by a second thermal insulation material. A film of a foamed, closed-cell PE polymer material can, for example, be laid around the first insulating layer and, for example, glued or welded at the abutting edges, as the thermal insulation material. However, other techniques for encasing the first insulation layer with a second thermal insulation material are also possible. The second insulation layer of the thermally insulated pipe arrangement according to the invention is thus provided. In a fourth step, the corrugated pipe can be arranged by an extrusion process and the fluid-tight connection between the inner surface of the corrugated pipe and the second insulating layer can be produced.
Die thermisch gedämmte Rohranordnung der vorliegenden Erfindung kann auf diese Weise in besonders einfacher und schneller sowie kostengünstiger Herstellungstechnik bereitgestellt werden.In this way, the thermally insulated pipe arrangement of the present invention can be provided in a particularly simple and quick as well as cost-effective manufacturing technique.
In einer alternativen Herstelltechnik kann vorgesehen sein, das das Wellrohr und / oder das Medienrohr und / oder der die erste Dämmschicht und / oder die zweite Dämmschicht ganz oder zum Teil nach einem Fertigungsverfahren hergestellt ist, wobei das Herstellverfahren ein generatives Pulverbettverfahren, insbesondere selektives Laserschmelzen (SLM), selektives Lasersintern (SLS), selektives Hitzesintern (Selective Heat Sintering - SHS), selektives Elektronenstrahlschmelzen (Electron Beam Melting - EBM / Electron Beam Additive Manufacturing - EBAM) oder Verfestigen von Pulvermaterial mittels Binder (Binder Jetting) umfassen kann. Das Fertigungsverfahren kann ein generatives Freiraumverfahren, insbesondere Auftragsschweißen, Wax Deposition Modeling (WDM), Contour Crafting, MetallPulver-Auftragsverfahren (MPA), Kunststoff-Pulver-Auftragsverfahren, Kaltgasspritzen, Elektronenstrahlschmelzen (Electron Beam Welding - EBW) oder Schmelzeschichtungsverfahren wie Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication (FFF) umfassen. Das Fertigungsverfahren kann ein generatives Flüssigmaterialverfahren, insbesondere Stereolithografie (SLA), Digital Light Processing (DLP), Multi Jet Modeling (MJM), Polyjet Modeling oder Liquid Composite Moulding (LCM) umfassen. Ferner kann das Fertigungsverfahren andere generative Schichtaufbauverfahren, insbesondere Laminated Object Modelling (LOM), 3D-Siebdruck oder die Lichtgesteuerte Elektrophoretische Abscheidung umfassen.In an alternative manufacturing technique, it can be provided that the corrugated pipe and/or the media pipe and/or the first insulation layer and/or the second insulation layer is produced entirely or partially according to a production process, the production process being a generative powder bed process, in particular selective laser melting ( SLM), selective laser sintering (SLS), selective heat sintering (Selective Heat Sintering - SHS), selective electron beam melting (Electron Beam Melting - EBM / Electron Beam Additive Manufacturing - EBAM) or solidification of powder material by means of binders (binder jetting). The manufacturing process can be a generative free space process, in particular build-up welding, wax deposition modeling (WDM), contour crafting, metal powder application processes (MPA), plastic powder application processes, cold gas spraying, electron beam melting (electron beam welding - EBW) or melt layering processes such as fused deposition modeling ( FDM) or Fused Filament Fabrication (FFF). The manufacturing process can be a generative liquid material process, in particular Stereolithography (SLA), Digital Light Processing (DLP), Multi Jet Modeling (MJM), Polyjet Modeling or Liquid Composite Molding (LCM). Furthermore, the manufacturing method can include other generative layer construction methods, in particular Laminated Object Modeling (LOM), 3D screen printing or light-controlled electrophoretic deposition.
Die zweite Aufgabe der Erfindung ist durch den Gegenstand des Anspruchs 8 gelöst. Ein Wärmeverteilsystem ist dann gegenüber einem solchen nach dem Stand der Technik verbessert, wenn vorgesehen ist, dass eine thermisch gedämmte Rohranordnung, wie vorstehend beschrieben, für dessen Bau genutzt ist. Ein solches Wärmeverteilsystem ist insbesondere hinsichtlich Stabilität, Dauerhaftigkeit und der Ausbreitung von Feuchtigkeit oder Wasser im Polymerschaum der thermisch gedämmten Rohranordnung verbessert bzw. geschützt.The second object of the invention is solved by the subject matter of claim 8. A heat distribution system is improved over one of the prior art when it is contemplated that a thermally insulated pipe assembly as described above is used in its construction. Such a heat distribution system is improved or protected in particular with regard to stability, durability and the spread of moisture or water in the polymer foam of the thermally insulated pipe arrangement.
Anwendung findet die thermisch gedämmte Rohranordnung der vorliegenden Erfindung beim Transport eines Fluids als Wärmeträger in Nah- und Fernwärmenetzen. Daneben gibt es weitere Anwendungsfelder in der Industrie, in der Getränke- und Lebensmittelindustrie, in der Landwirtschaft und in weiteren Bereichen.The thermally insulated pipe arrangement of the present invention is used when transporting a fluid as a heat carrier in local and district heating networks. In addition, there are other fields of application in industry, in the beverage and food industry, in agriculture and in other areas.
Die erfindungsgemäße thermisch gedämmte Rohranordnung kann auch Anwendung im Bauwesen, in der Medizintechnik, in der Pharmatechnik, in der Fischzucht oder in der Kraftwerkstechnik finden.The thermally insulated pipe arrangement according to the invention can also be used in construction, in medical technology, in pharmaceutical technology, in fish farming or in power plant technology.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung geben sich aus den Unteransprüchen, aus den Figuren sowie aus der zugehörigen Figurenbeschreibung.Further important features and advantages of the invention result from the dependent claims, from the figures and from the associated description of the figures.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren wie folgt näher erläutert.The present invention is explained in more detail as follows with reference to the attached figures.
Hierzu zeigt:
- Fig. 1
- einen Ausschnitt einer schematischen Querschnittsansicht einer thermisch gedämmten Rohranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 1
- a detail of a schematic cross-sectional view of a thermally insulated pipe assembly according to the present invention.
In der
Es ist in der
Die thermisch gedämmte Rohranordnung 100 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel ein Medienrohr 110 zur Aufnahme, Speicherung oder Leitung eines Fluids, ein das Medienrohr 110 umgebendes Wellrohr 120 als äußere Hülle, die den Außenmantel darstellt, wobei das Wellrohr 120 Wellrohrtäler 124 und Wellrohrberge 125 aufweist, eine erste Dämmschicht 130, die das Medienrohr 110 radial vollständig umhüllt, eine zweite Dämmschicht 140, die unterschiedlich zur ersten Dämmschicht 130 ist und die erste Dämmschicht 130 radial vollständig umhüllt, wobei die zweite Dämmschicht 140 an ihrer von der ersten Dämmschicht 130 abgewandten Außenoberfläche 143 mit Abschnitten der Wellrohrinnenoberfläche 112 des Wellrohrs 110 im Bereich der Wellrohrtäler 124 radial vollständig umlaufend fluiddicht verbunden ist.In this exemplary embodiment, the thermally insulated
Das Medienrohr 110 ist aus vernetztem Polyethylen (PE-X) gebildet, weist ein Lumen 111 zur Aufnahme, Speicherung oder Leitung eines Fluids auf, das von der Innenoberfläche 112 des Medienrohrs 110 begrenzt wird. An der Außenoberfläche 113 des Medienrohrs 110 ist eine erste Dämmschicht 130 angeordnet, die mit ihrer Innenoberfläche 132 an der Außenoberfläche 113 des Medienrohrs 110 anliegt. Die erste Dämmschicht 130 ist als dünne Platte aus PUR-Schaum ausgebildet, die eng um das Medienrohr 110 herumgelegt und an ihren hier nicht gezeigten Stoßkanten in axialer und in radialer Richtung verklebt ist. In einer alternativen Ausführung kann die Verklebung durch eine Verschweißung ersetzt sein oder durch eine Kombination aus einer Verklebung und einer Verschweißung. Es ist auch möglich, die erste Dämmschicht 130 aus PUR-Schaum durch Reaktion der den PUR-Schaum bildenden Komponenten direkt auf dem Medienrohr 110 zu erzeugen.The
An der Außenoberfläche 133 der ersten Dämmschicht 130 ist eine zweite Dämmschicht 140 angeordnet, die mit ihrer Innenoberfläche 142 an der Außenoberfläche 133 der ersten Dämmschicht 140 anliegt. Die zweite Dämmschicht 140 ist als Folie aus geschlossenzelligen PE-Schaum ausgebildet, die eng um die erste Dämmschicht 130 herumgelegt und an ihren hier nicht gezeigten Stoßkanten in axialer und in radialer Richtung verklebt ist. In einer alternativen Ausführung kann die Verklebung durch eine Verschweißung ersetzt sein oder durch eine Kombination aus einer Verklebung und einer Verschweißung. Als Hülle ist bei der thermisch gedämmten Rohranordnung 100 ein Wellrohr 120 ausgebildet, dass durch einen Korrugationsfertigungsprozess hergestellt ist. Bei diesem Prozess wird die Wandung 121 des Wellrohrs 120 so geformt, dass abwechselnd Wellentäler 124 und Wellenberge 125 vorhanden sind, wobei die Wellentäler 124 nutartig sich in Richtung auf das Medienrohr 110, die Wellenberge 125 sich jedoch in die entgegengesetzte Richtung erstrecken. Sowohl Wellentäler 124, wie auch Wellenberge 125 sind radial vollständig umlaufend um das Wellrohr 120 ausgebildet. Die Außenoberfläche 143 der zweiten Dämmschicht 140 ist mit Abschnitten der Wellrohrinnenoberfläche 112 des Wellrohrs 110 im Bereich der Wellrohrtäler 124 radial vollständig umlaufend fluiddicht verbunden. Die Verbindung ist hierbei durch einen Schweißprozess zwischen der Außenoberfläche 143 der zweiten Dämmschicht 140 mit Abschnitten der Wellrohrinnenoberfläche 112 des Wellrohrs 110 im Bereich der Wellrohrtäler 124 erzeugt. Alternativ kann zur Herstellung der Verbindung aber auch eine Verklebung oder eine Kombination aus einer Verklebung und einer Verschweißung vorgesehen sein. Es versteht sich, dass sämtliche in der
Auf diese Weise ist eine thermisch gedämmte Rohranordnung 100 in besonders einfacher und schneller sowie kostengünstiger Herstellungstechnik bereitgestellt, die eine besonders sichere Sperre gegen das unkontrollierte Ausbreiten von Feuchtigkeit oder Wasser in den Dämmschichten gewährleistet.In this way, a thermally insulated
- 100100
- Thermisch gedämmte RohranordnungThermally insulated pipe arrangement
- 110110
- Medienrohrmedia pipe
- 111111
- Lumenlumens
- 112112
- Innenoberflächeinner surface
- 113113
- Außenoberflächeouter surface
- 120120
- Wellrohrcorrugated pipe
- 121121
- Wandungwall
- 122122
- Wellrohrinnenoberflächecorrugated inner surface
- 123123
- Wellrohraußenoberflächecorrugated pipe outer surface
- 124124
- Wellentaltrough
- 125125
- Wellenbergwave crest
- 130130
- erste Dämmschichtfirst layer of insulation
- 132132
- Innenoberflächeinner surface
- 133133
- Außenoberflächeouter surface
- 140140
- zweite Dämmschichtsecond layer of insulation
- 142142
- Innenoberflächeinner surface
- 143143
- Außenoberflächeouter surface
Claims (8)
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